KR100413888B1 - 내연기관의 컨넥팅 로드용 호닝가공 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수의 컨넥팅 로드를 일렬횡대로 나란히 정렬시킨 후 빅 엔드(big end)측의 베어링공과 스몰 엔드(small end)측의 피스톤 핀공을 단계별로 일괄 호닝가공함으로써 가공능률 및 가공품질의 향상에 기여할 수 있도록 한 내연기관의 컨넥팅 로드용 호닝가공 장치에 관한 것이다.

본 발명에 의한 내연기관의 컨넥팅 로드용 호닝가공 장치는, 컨넥팅 로드 가공물(A)을 뉜 채로 호닝기 전방에 위치한 전위 이동부까지 이송하는 공급부(1)와, 공급부(1)에 의해 뉜 채 낱개로 이송돼 온 가공물(A)을 직각방향에 위치한 반전부(3)로 밀어주는 전위 이동부(2)와, 전위 이동부(2)에 떼밀려 온 가공물(A)을 모로 세운 다음에 이송장치(31)로 세팅부(4)까지 이송하는 반전부(3)와, 반전부(3)에서 이송돼 오는 가공물(A)을 폭 방향으로 한 스텝씩 이동시켜 5개가 1조를 이루게 세팅하는 세팅부(4)와, 세팅부(4)에서 세팅된 가공물(A)들을 지그(5a)에 장전하여 핀공에 대하여 호닝가공하는 제1 가공부(5)와, 제1 가공부(5)에서 핀공을 선가공한 가공물(A)들을 한꺼번에 넘겨받아 지그(6a)에 장전하고 베어링공에 대하여 호닝가공하는 제2 가공부(6)와, 제1, 2 가공부(5)(6)상에서 지그(5a)(6a)에 장전된 가공물(A)을 눌러 안정시키는 클램핑부(7)와, 세팅부(4)에서부터 세트 분리부(9)까지 세팅된 가공물(A)을 축차적으로 옮겨주는 세트 이송부(8)와, 가공물(A)을 낱개로 분리하는 세트 분리부(9)와, 세트 분리부(9)에서 낱개로 분리된 가공물(A)을 이송장치(101)로 이송하여 뉘어주는 역반전부(10)와, 역반전부(10)의 가공물(A)을 반출부(12)로 옮겨다 싣는 후위 이동부(11) 및 반출부(12)로 구성한 것을 특징으로 하고 있다.

Description

내연기관의 컨넥팅 로드용 호닝가공 장치{Honing Processing Equipment of Connecting Rod for Internal Combustion Engine}

본 발명은 복수의 컨넥팅 로드를 일렬횡대로 나란히 정렬시킨 후 빅 엔드(big end)측의 베어링공과 스몰 엔드(small end)측의 피스톤 핀공을 단계별로 일괄 호닝가공함으로써 가공능률 및 가공품질의 향상에 기여할 수 있도록 한 내연기관의 컨넥팅 로드용 호닝가공 장치에 관한 것이다.

컨넥팅 로드는 내연기관의 크랭크축과 피스톤을 연결하는 연접봉으로, 크랭크축에 결합되는 빅 엔드와 피스톤 핀에 지지되는 스몰 엔드로 조합된다.

이러한 컨넥팅 로드는 압축력, 인장력, 굽힘 등의 하중을 반복해서 받으므로 이들 압력에도 충분히 견딜 수 있는 강도와 강성을 지녀야 한다.

이런 점을 만족시킬 재료로는 니켈 크롬강, 크롬 몰리브덴강 등의 특수강이 있다.

컨넥팅 로드는 해머나 프레스 등으로 상하 2개의 타형을 사용하여 형틀의 공동부에 특수강제 적열재료를 장입하고 형타단조하여 성형하고, 그 단조물은 스몰 엔드의 피스톤 핀공과 빅 엔드의 크랭크축의 메탈 베어링용 베어링공을 정밀 가공하게 된다.

컨넥팅 로드에서, 스몰 엔드의 핀공과 빅 엔드의 베어링공의 정밀가공에는 전용 지그가 장착된 호닝기가 사용된다.

지금까지 사용되고 있는 컨넥팅 로드용 호닝기는 수직형으로, 1개용과 2개용이 있다.

2개용 호닝기는 1개용 호닝기의 단점, 즉 낮은 가공성과 높은 가공비, 가공오차 등의 제반 문제점을 개선하려고 제안된 것이다.

그러나 지그에 2개의 컨넥팅 로드를 장전하여 호닝기에 투입하는 작업과, 1차로 베어링공을 가공한 후 피스톤 핀공을 가공하기 위하여 컨넥팅 로드를 2차 가공위치로 옮기는 작업 및 가공 후 반출하는 작업 모두가 수작업에 의존했기 때문에 컨넥팅 로드당 가공시간이 더뎌서 가공능률이 낮고, 작업자의 숙련도에 따른 가공오차도 발생했던 단점이 있다.

본 발명의 목적은 이러한 컨넥팅 로드 가공분야의 현안을 타파하기 위한 것으로, 적어도 5개 이상의 컨넥팅 로드를 한꺼번에 일괄 호닝가공함으로써 시간당 가공능률이 높고, 우수한 가공품질로 가공할 수 있는 내연기관의 컨넥팅 로드용 호닝가공 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 내연기관의 컨넥팅 로드용 호닝가공 장치는 컨넥팅 로드의 공급, 뉘어진 컨넥팅 로드를 제1, 2 가공부의 수평 호닝기에서 가공하기 쉽게 모로 세우는 작업, 모로 세운 컨넥팅 로드를 5개 이상씩 정수로 정렬시켜 세팅하기, 세팅된 컨넥팅 로드에 대한 두 차례에 걸친 정밀 호닝가공, 세팅에서부터 분리까지의 신속하고 안전하며 자세 바르게 일괄 운반하기 및 컨넥팅 로드를 세트에서 분리한 후 뉘어서 반출되도록 구성한 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 호닝가공 장치의 평면적 공정배치도

도 2는 공급부를 포함한 전위 이동부의 정면도

도 3은 동 평면도

도 4는 전위 이동부의 평면 작용도

도 5는 반전부의 정면도

도 6은 동 측면도

도 7은 이송장치의 정면도

도 8은 동 평면 작용도

도 9는 동 측면 작용도

도 10은 세팅부의 정면도

도 11은 동 평면도

도 12는 동 측면도

도 13은 제1, 2 가공부용 클램핑부의 정면도

도 14는 동 측면도

도 15는 세트 이송부 정면도

도 16은 동 평면도

도 17은 동 측면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 공급부 2 : 전위 이동부

3 : 반전부 4 : 세팅부

4a : 포켓 5 : 제1 가공부

6 : 제2 가공부 5a,6a : 지그

7 : 클램핑부 8 : 세트 이송부

9 : 세트 분리부 10 : 역반전부

11 : 후위 이동부 12 : 반출부

31,101 : 이송장치

도 1에서, 본 발명에 의한 내연기관의 컨넥팅 로드용 호닝가공 장치는 공급부(1)와 전위 이동부(2), 이송장치(31)를 가진 반전부(3), 세팅부(4), 제1, 2 가공부(5)(6), 클램핑부(7), 세트 이송부(8), 세트 분리부(9), 이송장치(101)를 가진 역반전부(10), 후위 이동부(11) 및 반출부(12)로 구성된다.

도 2 내지 도 4에서, 공급부(1)의 이송단에는 스토퍼(1a)가 위치하여 뉜 채로 실려오는 컨넥팅 로드 가공물(A)이 그 이상 이송되지 못하게 저지한다.

스토퍼(1a)는 센서를 내장한 것이다.

이 센서는 가공물(A)의 선단이 와 닿은 순간 전위 이동부(2)의 구동수단에 전기적 신호를 보내 전진작동 및 복귀시키는 것이다.

전위 이동부(2)는 상기 센서로부터 당도하여 감지된 가공물(A)의 도착신호를 받는 즉시 작동하여 반전부(3)로 뉜 자세의 가공물(A)을 밀어주고 복귀하는 푸셔(2a)가 설치되어 있다.

푸셔(2a)에 의한 동작구간은 공급부(1) 말단의 대기위치에서 반전부(3)까지의 행정으로 한다.

도 5와 도 6에서, 반전부(3)는 전위 이동부(2)에 의해 뉜 자세로 이동돼 온 가공물(A)이 당도하면 그 사실을 감지한 센서의 신호에 따라 스윙 시트(3c)를 수직으로 일으켜서 가공물(A)을 모로 세우고, 세워진 가공물(A)이 후술하는 세팅부(4)로 이송된 후에는 원위치로 복귀하는 것으로, 기대(3a) 상단에는 수평에서 상향 직각방향으로 선회하고 복귀하는 스윙축(3b)이 설치되어 있고, 스윙 시트(3c)는 이 스윙축(3b)에 부착한다.

스윙축(3b)의 구동수단(3d)은 스텝 모터, 실린더, 솔레노이드 등이다.

도 7 및 도 8에서, 반전부(3)의 후방에는 모로 세워진 가공물(A)을 걸어 올려서 세팅부(4)에 넘겨 주고 복귀하는 이송장치(31)를 수반한다.

이송장치(31)는 베드(31a)를 따라 반전부(3)와 세팅부(4)를 오가면서 모로 세운 가공물(A)을 실어 나르는 것으로, 베드(31a)상에는 캐리어(31b)가 탑재되어있다.

캐리어(31b)는 횡형 실린더(31c)에 의해 왕복동하며, 거기에는 종형 실린더(31d)가 장착되어 있다.

종형 실린더(31d)는 핀판(31g)을 승강시키는 것으로, 그 램의 하단에는 저면에 전후방향으로 레일이 형성된 핀판 지지대(31e)가 부착되어 있다.

핀판 지지대(31e)의 뒷면에는 앞뒤 방향으로 작동하여 핀판(31)을 전후진시키는 실린더(31f)가 설치되어 있고, 핀판 지지대(31e)의 저면 레일에는 핀판(31g)을 설치한다.

핀판(31g)의 앞면 좌우에는 가공물의 핀공과 베어링공에 끼워서 거는 걸핀(31h)(31h')이 앞뒤방향으로 설치되어 있다.

캐리어(31b)에서 종형 실린더(31d)의 좌우측에 하나씩 매달린 것은 핀판 지지대(31e)가 정숙하게 승강되도록 안내하는 안내봉(31k)을 표시한다.

도 7과 도 9에서, 걸핀(31h)(31h')이 인수 대기위치로 하강하여 머무는 동안에 반전부(3)에 의해 가공물(A)이 모로 뉘어진 사실이 센서에 의해 감지되면 즉각 그 감지신호가 이송장치(31)로 전달된다.

먼저, 실린더(31f)가 전진하여 핀판(31g)을 반전부(3)로 내민다.

이때, 왼쪽 걸핀(31h)은 가공물(A)의 베어링공을 걸고, 오른쪽 걸핀(31h')은 핀공을 건다.

이같이 두 걸핀(31h)(31h')이 가공물(A)을 걸고 나면 이번에는 종형 실린더(31d)가 상승 작동하여 핀판(31g)을 인상시킴에 따라 가공물(A)을 위로 끌어올린다.

그 직후 횡형 실린더(31c)가 전진 작동하여 세팅부(4)로 캐리어(31b)를 이송한다.

캐리어(31b)가 세팅부(4)에 당도하면 종형 실린더(31d)가 하강 작동하여 가공물(A)을 내려 포켓에 담으면 그 직후 실린더(31f)가 후퇴 복귀하여 가공물(A)의 핀공과 베어링공에 걸린 핀(31h)(31h')을 뺀다.

이렇게 해서 가공물(A)을 옮겨 놓고 종형 실린더(31d)로 걸핀(31h)(31h')을 재상승시킨 후 횡형 실린더(31c)가 복귀행정으로 접어들어 반전부(3)의 인수 대기위치로 복귀하여 대기하게 된다.

도 10 내지 도 12에서, 세팅부(4)는 반전부(3)의 이송장치(31)로부터 건네 받는 가공물(A)을 5개 1조씩 나란하게 정렬시켜 제1 가공부(5)로 넘겨주는 것으로, 기대(4a) 상에는 전후방향으로 레일이 설치된 베드(4b)가 있고, 베드(4b)에는 5개의 포켓(4d)을 가진 지그(4c)가 설치되어 있다.

지그(4c)는 센서에 의해 감지되면 즉각 그 감지신호를 받아 동작하는 스텝모터(4e)에 의해 한 스텝씩 앞쪽으로 이동하면서 도래하는 가공물(A)을 5개 1조가 되도록 세팅하는 것이다.

포켓(4d)은 5개의 가공물(A)을 일정한 간격을 두고 폭 방향으로 나란하게 정렬시키는 것으로, 개개의 가공물실은 칸막이(4f)에 의해 구획되고, 칸막이(4f)를 비롯한 포켓(4d) 전체에는 앞뒷벽에 이송장치(31)의 걸핀(31h)(31h')이 출입할 핀홈(4g)(4g')도 형성되어 있다.

도 1에서, 제1 가공부(5)는 세팅되어 넘어 온 5개의 가공물(A)을 지그(5a)에 고정하여 호닝공구(15a)가 장착된 호닝기(15)로 핀공에 대한 호닝가공을 행하고, 또 제2 가공부(6)는 제1 가공부(5)에서 핀공을 선가공한 가공물(A)들을 한꺼번에 넘겨받아 지그(6a)에 고정하고 호닝공구(16a)가 장착된 호닝기(16)로 베어링공에 대한 호닝가공을 행한다.

상기 지그(5a)(6a)는 세팅부(4)의 포켓(4d)과 동형의 포켓 위에 클램핑부(7)를 추가 설치하여 호닝가공시 가공물(A)들의 안정을 꾀한 것이 다를 뿐이다.

한편으로, 가공물(A)들에 대한 호닝가공시 각 호닝기(15)(16)의 반대편에 설치한 직경측정기(15b)16b)가 지그(5a)(6a)에 세팅된 5개의 가공물(A) 중 직경측정기(15b)(16b) 선단측의 에어 게이지에 근접하는 1개의 가공물(A)에 대한 핀공과 베어링공의 직경을 각각 측정하게 된다.

직경측정기(15b)(16b)는 베드(15c)(16c)상의 캐리어(15d)(16d)에 탑재되어 전후진하는 것으로, 상기 호닝기(15)(16)가 후진할 때는 실린더(15e)(16e)에 의해 전진하고, 이와 반대로 호닝기(15)(16)가 전진할 때는 직경측정기(15b)(16b)상의 바아(15f)(16f)가 호닝기(15)(16)의 헤드에 밀려 후진한다.

도 13 및 도 14에서, 클램핑부(7)는 제1, 2 가공부(5)(6)의 지그(5a)(6a) 직상부에 위치하여 거기에 장전된 가공물(A) 위를 동시에 짓눌러 고정하는 것으로, 지주(7a)에는 승강기구(7c)에 의해 수직으로 미끄러지듯이 오르내리는 승강대(7b)가 설치되어 있고, 승강대(7b)에는 제1 가공부(5)의 가공물용 누름핀(7d)(7d')과 제2 가공부(6)의 가공물용 누름핀(7e)(7e')이 함께 부착되어 있다.

이들 누름핀(7d)(7d'),(7e)(7e')은 가공물(A)의 스몰 엔드부와 빅 엔드부를 각각 누른다.

도 15 내지 도 17에서, 세트 이송부(8)는 세팅부(4)의 포켓(4d)에 5개가 1조로 세팅된 가공물(A) 무리를 제1 가공부(5)로, 제1 가공부(5)에서 호닝가공된 가공물(A)을 그대로 제2 가공부(6)로, 또 제2 가공부(6)에서 호닝가공된 컨넥팅 로드 가공물(A)을 세트 분리부(9)로 축차적으로 옮겨주는 것이다.

이 같은 임무를 띈 세트 이송부(8)는 세팅부(4)에서부터 세트 분리부(9)에 걸쳐 길게 설치된 베드형 프레임(8a)과 이 프레임(8a)을 미끄럼 타고 왕복동하는 캐리어(8b), 프레임(8a)에 설치되어 상기 캐리어(8b)를 행정범위 내에서 왕복동시키는 횡형 실린더(8c), 캐리어(8b)의 양단을 레일 삼아 승강 가능하게 설치되고 저면에 핀판의 전후진 안내용 레일이 설치되어 핀판용 베드의 역할을 하는 승강대(8d), 캐리어(8b)의 좌우 폭 한 가운데에 설치되어 행정범위 내에서 승강대(8d)를 승강시키는 종형 실린더(8e), 승강대(8d) 밑에 장착된 핀판(8f), 핀판(8f)의 앞면 좌우에 부착되어 세팅부(4)와 제1, 2 가공부(5)(6)의 가공물(A)들의 핀공과 베어링공을 한꺼번에 거는 걸핀(8g), 그리고 승강대(8d)의 뒷면에 설치되어 핀판(8f)을 행정범위 내에서 전후진시키는 실린더(8h)로 구성되어 있다.

도 15의 P1은 세팅부(4), P2는 제1 가공부(5), P3는 제2 가공부(6), P4는 세트 분리부(9)의 각 중심을 표시한다.

횡형 실린더(8c)를 이용하여 위치 P1의 세팅부(4)로 캐리어(8b)를 이동시켜 놓고 종형 실린더(8e)로 승강대(8d)를 하강시킨다.

그러면 걸핀(8g)은 가공물(A)의 핀공과 베어링공을 걸 수 있는 위치에 오게 된다.

이 상태에서, 실린더(8h)로 핀판(8f)을 내밀면 대기위치에 머물던 걸핀(8g)들이 일시에 전진하여 가공물(A)들의 핀공과 베어링공으로 들어간다.

이렇게 걸 수 있게 된 자세에서 이번에는 종형 실린더(8e)가 역가동하여 세팅부(4)의 포켓(4d)에 5개 1조로 세팅되어 있던 가공물(A)들을 일거에, 정해진 높이만큼 걸어 올린다.

이같이 걸어 올린 가공물(A)들은 횡형 실린더(8c)에 의해 승강대(8d)와 같이 P2로 직선 이동한다.

가공물(A)들이 P1을 떠나 P2에 당도하면 이동을 멈추고, 그 자리에서 종형 실린더(8e)가 승강대(8d)를 하강시켜 제1 가공부(5)의 지그(5a)에 싣고 온 가공물(A)들을 일시에 부려놓고, 상기 역순으로 복귀하여 대기위치에 머물며 가공물(A)들에 대한 핀공의 호닝가공이 종료될 때까지 머문다.

이어서, 가공물(A)의 핀공에 대하여 제1 가공부(5)에 의한 호닝가공이 이뤄진다.

제1 가공부(5)에서 가공물(A)들에 대한 핀공의 호닝가공이 완료되면 세팅부(4)에서 제1 가공부(5)로 가공물(A)들을 옮길 때와 같은 동작이 반복되어 제2 가공부(6)의 지그(6a)로 옮겨 장전하고, 제2 가공부(6)에서 베어링공의 호닝가공이 종료된 후에도 상기와 마찬가지의 동작 순으로 가공물(A)들을 세트 분리부(9)로 옮기고 복귀하게 된다.

세트 분리부(9)는 핀공과 베어링공에 대한 호닝가공이 완료된 5개 1조의 가공물(A)들을 낱개로 분리하여 하나씩 역반전부(9)로 보내는 것으로, 구조는 세팅부(4)와 동일하고 다만, 가공물(A)을 한 스텝씩 이송시키는 방향만 세팅부(4)와 정반대일 뿐이다.

역반전부(10)는 모로 선 채 낱개로 이동돼 오는 가공물(A)을 인수하여 뉘어 주는 것으로, 반전부(3)와 구조가 동일하고 다만, 세워진 가공물(A)을 뉘어 주는 일만 다를 뿐이다.

또, 이송장치(101)는 반전부(3)의 이송장치(31)와 동일하고, 후위 이동부(11)는 역반전부(11)로부터 가공물(A)을 끌어당겨서 반출부(12)에 실리게 하는 역할만 다를 뿐 구성은 상기한 전위 이동부(2)와 동형이다.

그리고 반출부(12)는 공급부(1)와 높이가 같다.

이는 역반전부(10)와 그 이송장치(101) 및 후위 이동부(11)를, 반전부(3)와 그 이송장치(31) 및 전위 이동부(2)와 동형의 장치를 적용하여 원가를 절감하고 공정의 흐름을 수월케 하기 위함이다.

본 발명에 의한 내연기관의 컨넥팅 로드용 호닝가공 장치는 저마다 맡겨진 임무를 충실히 수행토록 공정을 설정하여 5개 이상의 컨넥팅 로드 가공물에 대한 핀공 및 베어링공을 일괄적으로 호닝가공하는 것으로, 뉘어진 가공물의 공급, 뉜 가공물을 제1, 2 가공부의 수평 호닝기에서 가공하기 쉽게 모로 세우기, 모로 세운가공물을 5개 이상을 정렬시켜 세팅하기, 세팅된 5개 이상의 가공물에 대한 핀공 및 베어링공의 호닝가공, 세팅에서부터 분리까지의 신속하고 안전하며 자세 바른 가공물의 일괄 운반, 가공 완료된 가공물을 세트에서 분리하고 뉘어서 반출함으로써, 이제까지 한 두 개의 컨넥팅 로드를 호닝가공하던 종전의 호닝가공기에 비해 가공능률은 획기적으로 높고, 가공비는 크게 낮아지는 등의 호과를 가지는 매우 유용한 발명이다.

Claims (1)

1. 컨넥팅 로드 가공물(A)을 뉜 채로 호닝기 전방에 위치한 전위 이동부까지 이송하는 공급부(1)와;

   공급부(1)에 의해 뉜 채 낱개로 이송돼 온 가공물(A)을 직각방향에 위치한 반전부(3)로 밀어주는 전위 이동부(2)와;

   전위 이동부(2)에 떼밀려 온 가공물(A)을 모로 세운 다음에 이송장치(31)로 세팅부(4)까지 이송하는 반전부(3)와;

   반전부(3)에서 이송돼 오는 가공물(A)을 폭 방향으로 한 스텝씩 이동시켜 5개가 1조를 이루게 세팅하는 세팅부(4)와;

   세팅부(4)에서 세팅된 가공물(A)들을 지그(5a)에 장전하여 핀공에 대하여 호닝가공하는 제1 가공부(5)와;

   제1 가공부(5)에서 핀공을 선가공한 가공물(A)들을 한꺼번에 넘겨받아 지그(6a)에 장전하고 베어링공에 대하여 호닝가공하는 제2 가공부(6)와;

   제1, 2 가공부(5)(6)상에서 지그(5a)(6a)에 장전된 가공물(A)을 눌러 안정시키는 클램핑부(7)와;

   세팅부(4)에서부터 세트 분리부(9)까지 세팅된 가공물(A)을 축차적으로 옮겨주는 세트 이송부(8)와;

   가공물(A)을 낱개로 분리하는 세트 분리부(9)와;

   세트 분리부(9)에서 낱개로 분리된 가공물(A)을 이송장치(101)로 이송하여뉘어주는 역반전부(10)와;

   역반전부(10)의 가공물(A)을 반출부(12)로 옮겨 싣는 후위 이동부(11) 및 반출부(12)로 구성한 것을 특징으로 하는 내연기관의 컨넥팅 로드용 호닝가공 장치.